Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học rừng phục hồi bằng ô tiêu chuẩn định vị tại hòa bình, lạng sơn và bắc giang

Công tác nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng là đi sâu vào nghiên cứu sinh trưởng của rừng, tăng trưởng về sinh khối rừng,cách thức mà môi trường vật lý ảnh hưởng đến sinh trưởng và phá

Thái Nguyên, năm 2015

NGUYỄN VĂN KIÊN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC

RỪNG PHỤC HỒI BẰNG Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH VỊ TẠI HÒA BÌNH, LẠNG SƠN VÀ BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

Thái Nguyên, năm 2015

NGUYỄN VĂN KIÊN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC

• • • RỪNG PHỤC HỒI BẰNG Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH VỊ TẠI HÒA BÌNH, LẠNG SƠN

VÀ BẮC GIANG

Chuyên ngành : Lâm học Mã số : 60 62 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Văn Con

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

iLỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan các số liệu nghiên cứu này đều được tiến hành đođếm, thu thập từ kết quả theo dõi của 10 ô tiêu chuẩn định vị được thiết lậpnăm 2011 tại Hòa Bình, Lạng Sơn và Bắc Giang Kết quả nghiên cứu trongluận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nàokhác.

'T’ Ị • *?

Tác giả

Nguyễn Văn Kiên

LỜI CẢM ƠNLuận văn này được hoàn thành theo chương trình đào tạo Cao học Lâmnghiệp Khoá 21, giai đoạn 2013 - 2015 của Trường Đại học Nông lâm - Đại họcThái Nguyên

Để hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và tạomọi điều kiện thuận lợi của tập thể thầy cô giáo Khoa Lâm nghiệp, Phòng Quản

lý Sau Đại học và lãnh đạo trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên Đối vớicông tác đo đếm, thu thập số liệu tại 10 ô tiêu chuẩn định vị, tác giả đã nhậnđược những sự giúp đỡ, tạo điều kiện của nhóm thực hiện đề tài “Nghiên cứucác đặc điểm sinh học một số hệ sinh thái chủ yếu ở Việt Nam giai đoạn II” doPGS.TS Trần Văn Con làm chủ nhiệm Nhân dịp này, tác giả xin được bày tỏlòng biết ơn đối với sự giúp đỡ quý báu đó

ii iKết quả của luận án này không thể tách rời sự quan tâm, chỉ bảo của thầygiáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Văn Con, người đã nhiệt tình chỉ bảo,hướng dẫn để tôi hoàn thành luận văn này Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏlòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn.

Xin được cảm ơn sự khuyến khích, giúp đỡ của gia đình cùng bạn bè vàđồng nghiệp xa gần, đó là nguồn khích lệ và cổ vũ to lớn đối với tác giả trongquá trình thực hiện và hoàn thành công trình này

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015

'T’ Ị. • *?

Tác giả

Nguyễn Văn Kiên

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa của đề tài 2

NỘI DUNG 4

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Trên thế giới 4

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 4

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng 7

1.1.3 Nghiên cứu về động thái rừng 11

1.2 Ở Việt Nam 12

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 12

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng 15

1.2.3 Nghiên cứu về động thái, tăng trưởng rừng 18

1.3 Thảo luận 22

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 24

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 24

2.1.2 Thời gian nghiên cứu 6

2.2 Nội dung 26

2.3 Phương pháp nghiên cứu 26

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 26

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 28

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 Khái quát các đặc trưng lâm học của rừng phục hồi 33

3.2 Cấu trúc tổ thành và đa dạng loài của rừng phục hồi 36

3.2.1 Cấu trúc tổ thành loài 36

3.1.2 Các chỉ số đa dạng loài 40

3.3 Cấu trúc phân bố số cây theo cấp đường kính của tầng câycao 44

3.4 Đặc điểm tái sinh của rừng phục hồi 52

3.5 Một số đặc điểm động thái cấu trúc rừng 59

3.6 Đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh 60

KẾT LUẬN, TỒN TÀI VÀ KHUYẾN NGHỊ 63

Kết luận 63

Tồn tại 64

Khuyến nghị 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

PHỤ LỤC 1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BG Bắc Giang

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂUBảng 2.1 Danh sách và vị trí tọa độ các ô tiêu chuẩn nghiên cứu 24

Bảng 3.1 Tổng hợp các đặc trưng cơ bản của 10 ô định vị 35

Bảng 3.2 Công thức tổ thành của 10 ô định vị thay đổi trong 3 năm 36

Bảng 3.3 So sánh tích lũy số loài tại ba địa điểm 43

Bảng 3.4 Sự biến động về các chỉ số đa dạng loài trong ba năm 43

Bảng 3.5 Phân bố số cây theo cấp kính của 10 OTC 45

Bảng 3.6 Tổng hợp mô hình hóa phân bố số cây theo cấp kính năm 2011

47 Bảng 3.7 Tổng hợp mô hình hóa phân bố số cây theo cấp kính năm 2014

49 Bảng 3.8 Công thức tổ thành lớp cây tái sinh 53

Bảng 3.9 Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao 57

Bảng 3.10 Phân bố số cây tái sinh theo cấp chất lượng 58

Bảng 3.11 Động thái thay đổi tổ thành 59

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ vị trí ba khu vực nghiên cứu 25

Hình 2.2 Thiết kế ÔTCĐV 27

Hình 3.1 Biểu đồ dãy hệ số đa dạng loài Renyi tại 10 ô tiêu chuẩn 41

Hình 3.2 Biểu đồ hộp so sánh tích lũy số loài tại ba địa điểm 42

Hình 3.3 Biểu đồ phân bố thực nghiệm N-D 4б7 Hình 3.4 Phân bố N-D thực nghiệm (n) và lý thuyêt (n’) theo phânbố khoảng cách của các ô tiêu chuẩn năm 2014 tại Bắc Giang

521 Hình 3.5 Phân bố N-D thực nghiệm (n) và lý thuyêt (n’) theo phân bố khoảng cách của các ô tiêu chuẩn năm 2014 tại Kim Bôi - Hòa Bình 51

Hình 3.б Phân bố N-D thực nghiệm (n) và lý thuyêt (n’) theo phân bố khoảngcách của các ô tiêu chuẩn năm 2014 tại Lạng Sơn 52

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong nhiều thập kỷ qua, công tác điều tra nghiên cứu đặc điểm Lâmhọc của rừng phục hồi đã được các tổ chức, các nhà khoa học trong và ngoàinước quan tâm nghiên cứu Công tác nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng

là đi sâu vào nghiên cứu sinh trưởng của rừng, tăng trưởng về sinh khối rừng,cách thức mà môi trường vật lý ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển củacây rừng và lâm phần; ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc điểm của một lâm phần

và mối tương tác giữa các thành phần sinh học trong lâm phần đó Ngoài ra,khi nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc Lâm học cũng cho chúng ta biết đượccây rừng và lâm phần ảnh hưởng như thế nào đến môi trường vật lý củachúng và các tương tác không ngừng giữa thảm thực vật và môi trường vật lýtrong các quá trình biến đổi theo thời gian

Nhìn chung, khi nghiên cứu về đặc điểm lâm học sẽ giúp chúng ta cóđược các kiến thức khoa học thành các thông tin thực tiễn về nhu cầu lập địa

để một lâm phần rừng và các loài cây cấu thành nên nó tái sản xuất và sinhtrưởng có hiệu quả nhất Như vậy, lâm học chính là lý thuyết và thực tiễn củaviệc thiết lập các hệ sinh thái rừng có các đặc trưng cấu trúc, động thái vàchức năng đáp ứng tốt nhất một hoặc nhiều mục tiêu của xã hội loài người

Vì vậy, nghiên cứu đặc điểm Lâm học rừng phục hồi bằng hệ thống ôđịnh vị không chỉ là cần thiết và có ý nghĩa lớn trong việc xây dựng cơ sở vậtchất kỹ thuật lâu dài để nghiên cứu về rừng tự nhiên Từ đó từng bước hoànthiện thêm kiến thức Lâm học về các hệ sinh thái rừng tự nhiên và cung cấp

cơ sở khoa học quan trọng cho việc đề xuất, xây dựng các giải pháp lâm sinhnhằm nâng cao sản lượng, chất lượng và chức năng đa mục đích của rừng

Từ thực tế trên tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học rừng phục hồi bằng ô tiêu chuẩn định vị tại Hòa Bình, Lạng Sơn và Bắc Giang”.

2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài

- Nghiên cứu trên cơ sở 10 ô tiêu chuẩn định vị được thiết lập năm

2011 Đối với các thông tin, số liệu, tài liệu điều tra, đo đếm năm 2014 phảitrung thực, chính xác, đảm bảo độ tin cậy Việc phân tích, xử lý số liệu phảitrên cơ sở khoa học

- Xác định được các đặc điểm lâm học gồm cấu trúc, sinh trưởng, táisinh trong hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh, đề xuất các giải pháp kỹthuật lâm sinh nhằm bảo tồn và phát triển bền vững hệ sinh thái rừng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là rừng phục hồi thuộc kiểu rừng lárộng thường xanh

Tại cả 03 khu vực nghiên cứu đều thuộc kiểu trạng thái rừng IIa,

do Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thiết

lập năm 2011 trong khuôn khổ của đề tài “Nghiên cứu các đặc điểm sinh học một số hệ sinh thái chủ yếu ở Việt Nam giai đoạn II” do PGS.TS Trần Văn Con làm chủ nhiệm

4 Ý nghĩa của đề tài

* Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

Việc thực hiện nghiên cứu đề tài là cơ hội tốt cho học viên làm quenvới công tác nghiên cứu khoa học, vận dụng các kiến thức đã học tập vào ứngdụng trong thực tế Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tài liệu quan trọng, cầnthiết phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về hệ sinh thái rừng tự nhiên ởViệt Nam

* Ý nghĩa thực tiễn

Là cơ sở để đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn vàphát triển bền vững hệ sinh thái rừng Đặc biệt nhằm nâng cao chất lượngrừng và chức năng đa mục đích của rừng

NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Để góp phần xây dựng những nguyên lý và đề cập đến nhiều biện pháp

kỹ thuật về kinh doanh rừng mưa nhiệt đới đã có nhiều tác giả nước ngoài dàycông nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng, tiêu biểu như: Richard(1960) với công trình Rừng mưa nhiệt đới; Catinot R(1965)[4] với công trìnhLâm sinh học nhiệt đới; Baur (1970) với tác phẩm Cơ sở sinh thái của kinhdoanh rừng mưa, Lampard, H (1989) [38]với công trình Lâm sinh học nhiệtđới Baur G.N (1964) và Odum E.P (1971) đã tập trung nghiên cứu các vấn

đề sinh thái nói chung và cơ sở sinh thái cho kinh doanh rừng mưa nói riêng.[39]

Qua đó làm sáng tỏ khái niệm về hệ sinh thái rừng, đây là cơ sở nghiêncứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh thái học Catinot (1965),Plaudy J đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phương pháp phẫu đồ,nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại vềdạng sống, tầng phiến [31], của quần xã thực vật rừng Odum E.P (1971) đãhoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái của Tansley A.P, năm 1935[39]

Các công trình nghiên cứu này đã chỉ ra rằng rừng nhiệt đới rất đa dạngphong phú về thành phần loài, trong rừng thường phân hoá thành một số tầngnhất định Đồng thời các tác giả đã nghiên cứu, thảo luận và đề xuất nhiềuvấn đề lý luận, kỹ thuật và cả kinh tế xã hội có vai trò quan trọng trong kinhdoanh hệ sinh thái rừng tự nhiên Richards P.W (1952) [42] đã phân biệt tổthành thực vật của rừng mưa thành hai loại rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loàicây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản, trong nhữnglập địa đặc biệt, rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây Cũng theotác giả này, rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng câybụi và tầng cây thân cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi

và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùngnhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây hình thành nên nhóm thực vậtngoại tầng

Như vậy nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả trên mới chỉđưa ra nhận xét mang tính định tính, phân chia tầng thứ dựa vào cấp chiềucao mang tính cơ giới nên phần nào chưa phản ánh đúng tính phức tạp củacấu trúc rừng nhiệt đới

Xuất phát từ những hạn chế đó, để có cái nhìn toàn diện hơn về cấu

trúc rừng nhiệt đới các nghiên cứu cấu trúc rừng được chuyển dần từ mô tảđịnh tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học,trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân

tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả Vấn đề về cấutrúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứunhiều nhất Tiêu biểu là các tác giả với các công trình nghiên cứu cùng vấn đềđược giải quyết trong công trình như:

Shugart, H (1984)[34] phân chia rừng ở Nigeria thành 5 - 6 tầng.B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao - đường kính ngang ngực,đường kính tán - đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy; phân bốđường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất

Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D13): đã được nhiều nhà lâmhọc, điều tra rừng quan tâm Meyer (1934) đã mô tả phân bố N/D13 bằngphương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục Balley (1973) sửdụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số câybằng đa thức bậc ba [34] Prodan M và Patatscase (1964), Bill và Kem K.A(1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phương trình logarit Diatchenko, Z.N sửdụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phầnThông ôn đới Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả hay dùng cáchàm khác, như Loetsch (1973) dùng hàm Beta để nắn các phân bố thựcnghiệm, J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992) trong khi nghiên cứu 19 ôtiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo - Brazin đã dùng hàmWeibull mô phỏng phân bố N/D Nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher,hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier, để mô hình hoá cấu trúc rừng (dẫntheo Trần Văn Con, 2001) [21]

Bên cạnh đó phải kể đến một vấn đề vô cùng quan trọng có liên quan

đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc hayngoại mạo sinh thái Tiêu biểu cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này

có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973) Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoạimạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậyhình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái Khác với xu hướngphân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ yếu mô tả rừng ở trạng tháitĩnh Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động Melekhov đã nhấn mạnh

sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loàicây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh vàphát triển của rừng

Cùng với những nghiên cứu cơ bản để mở rộng và hoàn thiện các hiểubiết về hệ sinh thái rừng tự nhiên, các nỗ lực để bảo vệ tài nguyên rừng trêntầm vĩ mô trên thế giới đang được quan tâm ngày càng cao nhằm mục đíchquản lý bảo vệ và sử dụng bền vững rừng nhiệt đới Vì vậy, cần có các nghiêncứu bổ sung để quản lý rừng bền vững, góp phần vào nỗ lực chung đó

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Quá trình tái sinh của rừng tự nhiên là những vấn đề hết sức quan trọngtrong nghiên cứu sinh thái rừng nhiệt đới Tái sinh rừng là một quá trình sinhhọc mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiệncủa một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnhrừng: Dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừngsau nương rẫy Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây giàcỗi Vì vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần

cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ Các nhà nghiên cứu đều có chungmột quan điểm: Hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành

loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố và độ dài củathời kỳ tái sinh rừng Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây táisinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbread,1930; Richards, 1933; 1939; Aubresville, 1938; Beard, 1946; Lebrun vàGilbert, 1954; Jones, 1955 - 1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969).

Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây cógiá trị nên trong thực tiễn lâm sinh người ta chỉ tập trung khảo sát những loàicây có ý nghĩa nhất định

Về phương pháp điều tra tái sinh, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy ômẫu hình vuông theo hệ thống do Lowdermilk (1972) đề nghị, với diện tích ôdạng bản thông thường từ 1 - 4m2 Bên cạnh đó, cũng có nhiều tác giả đề nghị

sử dụng phương pháp điều tra dải hẹp với các ô đo đếm có diện tích biếnđộng từ 10 100m2 Phổ biến nhất là bố trí theo hệ thống trong các diện tíchnghiên cứu từ 0,25 1,0 ha (Povarnixbun, 1934; Yurkevich, 1938) Phươngpháp này trong

điều kiện tái sinh sẽ khó xác định được quy luật phân bố hình thái của lớp câytái sinh trên mặt đất rừng Để giảm sai số trong khi thống kê, A.BarnardAB

và CS (1950) [45] đã đề nghị phương pháp “Điều tra chẩn đoán ”, theo đó

kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây táisinh ở các trạng thái rừng khác nhau Phương pháp này được áp dụng nhiềuhơn vì nó thích hợp cho từng đối tượng rừng cụ thể Quá trình tái sinh tựnhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu Phần lớntài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vàomột số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi.Vansteenis.J (1956)[44] khi nghiên cứu về rừng mưa đã nhận xét, đặc điểmhỗn loài của rừng mưa nhiệt đới là nguyên nhân dẫn đến đặc điểm tái sinh

phân tán liên tục Ngược lại, tái sinh phân tán liên tục ở rừng mưa lại là tiền

đề để tạo thành một rừng mưa hỗn loài khác tuổi Tổ thành những loài cây táisinh mọc ở lỗ trống là những loài cây ưa sáng mọc nhanh, đời sống ngắn,không có mặt trong tổ thành rừng, mà nguồn gốc có thể là do chim, nhữngđộng vật từ xa mang tới Tỷ lệ cây ưa sáng tỷ lệ thuận với kích thước lỗtrống, tức là kích thước lỗ trống càng lớn, thì tỷ lệ cây ưa sáng càng nhiều.Đây là loài cây tiên phong làm nhiệm vụ hàn gắn các lỗ trống ở trong rừng.Sau khi các loài cây ưa sáng tạo ra bóng, cây tái sinh của những loài cây chịubóng có trong thành phần của rừng nguyên sinh xuất hiện, vươn lên thay thếcác loài cây ưa sáng Khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Châu Á, tác giả chothấy có hai đặc điểm tái sinh phổ biến, đó là tái sinh vệt và tái sinh phân tánliên tục

Khi nghiên cứu ở rừng nhiệt đới Châu Phi A.Obrevin (1938) nhận thấy,cây con của những loài cây ưu thế trong rừng có thể cực hiếm hoặc vắng hẳn.Đây là hiện tượng không sinh con đẻ cái của cây mẹ trong rừng mưa Mặtkhác trong rừng mưa tổ thành rừng thường thay đổi theo không gian và thờigian, ngay cả trong cùng một địa điểm, cùng một thời gian nhất định, tổ hợpcác cây sẽ được thay thế bằng tổ hợp loài cây khác hẳn Nếu xét trên diện tíchnhỏ, tổ hợp loài cây tái sinh không mang tính chất kế thừa Nhưng nếu xéttrên một phạm vi rộng, thì tổ hợp các loài cây sẽ thừa kế nhau theo phươngthức tuần hoàn Thành công của A.Obrevin đã khái quát được hiện tượng bức

khảm tái sinh Ông coi đó là “Hiện tượng thuần tuý ngẫu nhiên " Nhưng phần

lý giải các hiện tượng đó còn bị hạn chế chưa đưa ra được những đề xuất cụthể Vì vậy, lý luận của ông còn ít sức thuyết phục, chưa giúp ích cho thựctiễn sản xuất để điều khiển tái sinh rừng theo những mục tiêu kinh doanh đã

đề ra Tuy nhiên, những kết quả quan sát của Davit và P.W Risa (1933), Bơt

(1946), Sun (1960), Role (1969) ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn vớinhận định của A.Obrevin Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của cácloài cây và tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong mộtthời gian dài Đặc điểm tái sinh rừng cũng được nhiều nhà khoa học quantâm, đặc biệt là thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống khác biệt với tổ thànhtầng cây cao (Mibbread - 1940; Richard - 1944, 1949, 1965; Baur - 1964;Rollet ) Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệtđới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của Richards, P.W (1952), BernardRollet (1974), tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tựnhiên đã nhận xét: Trong các ô có kích thước nhỏ (1 x 1m, 1 x 1.5m) cây táisinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson Ở Châu Phitrên cơ sở các số liệu thu thập Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định sốlượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằngtrồng rừng nhân tạo Các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệtđới Châu Á như Budowski (1956), Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận địnhdưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh

tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển câytái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995)[11]

Có rất nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố với các nội dungphân tích ảnh hưởng của các nhân tố đến tái sinh rừng Trong đó nhân tốđược đề cập nhiều nhất là ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩmcủa đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trựctiếp đến quá trình tái sinh rừng Trong rừng nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sángảnh hưởng đến phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triểncủa cây mầm, ảnh hưởng này thường không rõ ràng (Backmann, 1962)[35].Khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên, các tác giả nhận định: Thảm cỏ, cây

bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây tái sinh Ở những quần thụ kín tán,thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng cạnh tranh dinh dưỡng và ánh sángcủa chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh Những lâm phần đã qua khaithác, thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh là nhân tố ảnh hưởng xấu đến táisinh rừng Ghent, A.W (1969) nhận xét: Thảm mục, chế độ nhiệt, tầng đấtmặt quan hệ với tái sinh rừng cũng cần được làm rõ Nhìn chung ở rừng nhiệtđới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn Nhưng số lượng loài cây

có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây cógiá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ởcác trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy [26]

Lamprecht,H (1989)[38] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài câytrong suốt quá trình sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưasáng, nhóm cây bán chịu bóng (cơ hội, trung tính) và nhóm cây chịu bóng.Kết cấu củaquầnthụ lâmphầncó ảnhhưởng đến tái sinhrừng I.D.Yurkevich

(1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa

số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7 Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếpđến mật độ và sức sống của cây con Trong công trình nghiên cứu mối quan

hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V.G.Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểmphức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng,

độ ẩm và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tuỳthuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật(dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) [16]

Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng: Tầng cỏ vàcây bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoángcủa tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ

Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng có thảm cỏ vàcây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh khôngđáng kể Ngược lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ

có điều kiện phát sinh mạnh mẽ Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trởngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973) (dẫn theoNguyễn Văn Thêm, 1992)[16]

Như vậy, các công trình nghiên cứu được đề cập ở trên đã phần nàolàm sáng tỏ các đặc điểm tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới Đó là cơ sở đểxây dựng các phương thức lâm sinh hợp lý

Kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thếgiới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật táisinh tự nhiên ở một số nơi Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy luật táisinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyênrừng bền vững Tuy nhiên, vì rừng mưa nhiệt đới luôn tồn tại những quy luậthết sức phức tạp, do vậy việc nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới nói chungvẫn chưa thật đầy đủ và hệ thống cho từng loại rừng cụ thể

1.1.3 Nghiên cứu về động thái rừng

Để nghiên cứu động thái các hệ sinh thái rừng (HSTR) nhiệt đới, nhiềumạng lưới OTC định vị đã được thiết lập trên quy mô quốc tế và vùng.Chương trình sinh học quốc tế (IBP) đã kết nối 116 ôtc nghiên cứu rừng trênphạm vi toàn thế giới Cơ sở số liệu của hệ thống ôtc nghiên cứu này bao gồm

11 kiểu rừng đã được tập hợp và công bố (D.L Deangelis, R.H Gardner vàShuart, H.H (2004) Trung tâm khoa học rừng nhiệt đới (CTFS) đã tổ chứcmột hội nghị khoa học để đánh giá kết quả theo dõi mạng lưới các ô tiêuchuẩn diện tích lớn (25-50 ha/ô) nghiên cứu động thái rừng nhiệt đới Các kếtquả nghiên cứu đã được Elizabeth C Losos và Egbert G Leigh Jr (2004)

biên tập trong cuốn sách: “Tropical Forest Diversity and Dynamism-Findingsfrom a large scale Plot Network” [36] Viện nghiên cứu lâm nghiệp và cácsản phẩm rừng (FFPRI) Nhật Bản đang thực hiện một dự án “Thiết lập mạnglưới ô tiêu chuẩn nghiên cứu động thái rừng vùng Đông Á để giám sát độngthái carbon cho phát triển thích ứng với biến đổi khí hậu” (2009-2013) với sựtham gia của các nước Nga, Thái Lan, Malaysia và Indonesia.

1.2 Ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Theo Phùng Ngọc Lan (1986)[19], Cấu trúc rừng là một khái niệmdùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xãthực vật rừng theo không gian và thời gian Cấu trúc rừng là một vấn đề cónội dung phong phú và đa dạng Những đặc trưng này thường được mô tảtheo đơn vị lâm phần của Đồng Sỹ Hiền (1974) [18] Theo tác giả, đó là

“Tổng thể những cây hình thành một khoảnh rừng thuần nhất nhiều hay ít Vìthế trong thực tiễn, rừng tự nhiên nhiệt đới nước ta, chỉ cần có những cây, dùkhác loài, khác tuổi, mọc thành rừng, nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên mộtdiện tích nào đó với một mật độ nhất định, hình thành một đơn vị sinh vậthọc, một lâm phần có quy luật xác định” Luận điểm này đã được các nhànghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nước ta vận dụng trong các công trình khoahọc của mình Trên quan điểm hệ sinh thái, khi nghiên cứu cấu trúc rừng tựnhiên ở Việt nam, Thái Văn Trừng (1978) [20] đã dựa trên số lượng và sinhkhối nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các

đơn vị phân loại sau: quần hợp, ưu hợp và phức hợp Quần hợp: đó là một

quần thể thực vật trong đó cá thể của 1-2 loài cây chiếm 90% tổng số cá thể

trong lập quần Ưu hợp: nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá 10

loài, tỉ lệ cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 4-5% và tổng số cá thể của

10 loài ưu thế đó phải chiếm 40-50% tổng số cá thể cây của các tầng lập quầntrong quần thể trên đơn vị diện tích điều tra Trường hợp độ ưu thế các loài

cây không rõ ràng gọi là các phức hợp Thái Văn Trừng (19б3, 1970, 1978)

đã mô tả cấu trúc tầng thứ gồm: Tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái(A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C) Trần NgũPhương (1970) [23] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vậtrừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hìnhrừng miền Bắc Việt Nam từ 19б1 đến 19б5 Nguyễn Văn Trương (1983) [13]khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hướngđịnh lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Đào Công Khanh(199б) [4] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộngthường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp lâmsinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng Nguyễn Anh Dũng (2000) [10]

đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạngthái rừng là IIA và IIIA1 ở lâm trường Sông Đà, Hoà Bình Vũ Đình Phương,Đào Công Khanh thử nghiệm phương pháp nghiên cứu một số quy luật cấutrúc, sinh trưởng phục vụ điều chế rừng lá rộng, hỗn loại thường xanh ở Kon

Hà Nừng - Gia Lai cho rằng đa số loài cây có cấu trúc đường kính và chiềucao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần, đồng thời cấu trúc của loàicũng có những biến động

Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng thì việc mô hình hoá cấu trúc đườngkính D13 được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng theocác dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình của cáctác giả sau: Đồng Sĩ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và hệ đường cong Poisson

để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm

cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam Nguyễn Văn Trương

(1983), đã thử nghiệm dùng các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và phân bốPearson để biểu thị cấu trúc số cây - cấp đường kính của rừng tự nhiên hỗnloại Trần Văn Con (1991), dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúcđường kính cho rừng khộp ở Tây Nguyên[27] Lê Minh Trung (1991)[11] thửnghiệm mô phỏng phân bố N/D rừng tự nhiên ở Gia Nghĩa - Đắc Nông bằngbốn dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol và Meyer Bảo Huy (1993)[1] thửnghiệm mô phỏng phân bố thực nghiệm N/ D cho rừng ưu thế bằng lăng ởĐắc Lắc theo các dạng phân bố: Poisson, khoảng cách, hình học, Weibull vàMeyer Lê Sáu (1996) đã sử dụng hàm Weibull để mô phỏng các quy luậtphân bố đường kính, chiều cao tại khu vực Kon Hà Nừng, Tây Nguyên, BùiVăn Chúc (1996)

[3] đã nghiên cứu cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn Lâm trường sông Đà ởcác trạng thái rừng IIA, IIIA1 và rừng trồng, làm cơ sở cho việc lựa chọn loàicây,

Về phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H): Theo nghiên cứu của Đồng

Sỹ Hiền (1974), phân bố số cây theo chiều cao (N/H) ở các lâm phần tự nhiênhay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp củarừng chặt chọn Thái Văn Trừng (1978) trong nghiên cứu của mình đã đưa racác kết quả nghiên cứu cấu trúc của tầng cây gỗ rừng loại IV Bảo Huy(1993), Đào Công Khanh (1996), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999)[21], đãnghiên cứu phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây Các tác giả đều đi đếnmột nhận xét chung là phân bố N/H có dạng đường cong một đỉnh, nhiều đỉnhphụ hình răng cưa và mô tả bằng hàm Weibull là thích hợp

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Nghiên cứu về tái sinh rừng ở Việt Nam cũng chỉ mới bắt đầu từ nhữngnăm 1960 Rừng nhiệt đới Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng

nhiệt đới nói chung, nhưng do phần lớn là rừng thứ sinh bị tác động của conngười nên những quy luật tái sinh bị xáo trộn nhiều Các kết quả nghiên cứu

về tái sinh mới chỉ đề cập trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật,trong các báo cáo khoa học hoặc công bố trên các tạp chí Lâm nghiệp Nổi

bật có công trình của Thái Văn Trừng (1963, 1978)[20] về “Thảm thực vật rừng Việt Nam” Ông đã nhấn mạnh ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế

và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên ở cả rừng nguyên sinh và thứ sinh

Các công trình nghiên cứu về tái sinh ở một số trạng thái rừng Việtnam với một số loài cây kinh tế có giá trị đã cho kết quả: Nghiên cứu tái sinh

9 loài cây giỗ có giá trị kinh tế (Táu mật, Dẻ, Re, Lim xanh, Cà ổi, Sến,Xoay, Vàng tâm, Giổi) trên các trạng thái rừng khác nhau so với rừng giàuchưa bị tác động nhận thấy số lượng cây tái sinh giảm rõ rệt: ở rừng nguyênsinh, tổng số cây tái sinh mục đích đạt 2594 cây/ha, trong khi đó rừng IIIA2

số lượng giảm xuống còn 1481 cây/ha, ở rừng IIIA1 chỉ còn là 750 cây/ha;trong đó có một số loài hầu như rất ít gặp như Lim xanh, Re, Vàng tâm,Xoay, Sến Tỷ lệ % so với tổng số các loài cây tái sinh cũng giảm rõ rệt Tuynhiên, rừng ở Kon Hà Nừng còn có trữ lượng cao và khai thác chọn mới đượcdiễn ra trong vòng 10 năm thì sự thay đổi trong tái sinh chưa xẩy ramạnh[26]

Tái sinh rừng mưa nhiệt đới có đặc điểm phân tán liên tục, ngoài ra còn

có tái sinh theo vệt Rừng nhiệt đới Việt Nam thích hợp với cả hai kiểu táisinh trên, ngoài ra còn có hiện tượng nảy mầm đồng thời tạo ra một thế hệrừng tiên phong thuần loài, như rừng Sau Sau (Hữu Lũng - Lạng Sơn), rừng

Bồ Đề (Phú Thọ) Vũ Đình Huề (1975)[25], cũng có kết luận: Tái sinh tựnhiên rừng Miền Bắc Việt Nam có đặc điểm của rừng nhiệt đới Trong rừngnguyên sinh tổ thành cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ, ở rừng thứ sinh

tồn tại nhiều cây gỗ mềm kém giá trị Hiện tượng tái sinh theo đám tạo nên sựphân bố số cây không đều trên mặt đất rừng Từ kết quả đó, tác giả xây dựngtiêu chuẩn đánh giá tái sinh tự nhiên áp dụng cho các đối tượng rừng lá rộng

ở Miền Bắc nước ta Hoàng Văn Tuấn (2007)[10], khi nghiên cứu về đặc điểm tái sinh và động thái tái sinh của hệ sinh thái rừng ỉá rộng thường xanh vùng Tây bắc đã chỉ ra rằng: có một sự tích luỹ số loài ở các lớp cây có kích

thước lớn hơn so với các lớp cây dưới đó Thực tế này phản ánh kết quả của

sự khác nhau về tốc độ sinh trưởng của các loài cây tái sinh và tuỳ vào kíchthước của lỗ trống được tạo ra trong tán rừng làm tiền đề cho quá trình táisinh Trần Văn Con và cộng sự (2006) [29] đã chỉ ra rằng, động thái rừng cóthể được nghiên cứu bằng theo dõi các ô định vị qua nhiều năm Kết quảphân tích tài liệu thu thập được trong ba năm từ các ô tiêu chuẩn định vị ởKon Hà Nừng đã cho thấy qui luật động thái của rừng Vũ Tiến Hinh (1991)[32] đã đề cập đến đặc điểm tái sinh theo thời gian của cây rừng và ý nghĩacủa nó trong điều tra cũng như trong kinh doanh rừng Tác giả đã sử dụngphương pháp chặt hết cây gỗ ở 2 OTC (lâm phần Sau Sau phục hồi trên đấtrừng tự nhiên sau khai thác kiệt và một ô thuộc trạng thái rừng IIIA3) Kếtquả nghiên cứu cho thấy, với đối tượng rừng Sau Sau phục hồi, phân bố sốcây theo đường kính và tuổi đều là dạng phân bố giảm Điều này chứng tỏSau Sau mặc dù là loài cây ưa sáng mạnh, vẫn có đặc điểm tái sinh liên tụcqua nhiều thế hệ, càng về sau tốc độ càng mạnh Đối với rừng tự nhiên thứsinh hỗn giao thì phân bố số cây theo tuổi của cây cao và cây tái sinh đều códạng phân bố giảm và nhìn chung lâm phần tự nhiên cây rừng tái sinh liên tục

và càng ở tuổi nhỏ số cây càng tăng Tác giả còn cho biết hệ số tổ thành tínhtheo phần trăm (%) số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có sự liên quan

hệ chặt chẽ Đa số các loài có hệ số tổ thành tầng cây cao lớn thì hệ số tổ

thành tầng tái sinh cũng vậy Nguyễn

Hồng Quân (1984) đã nghiên cứu kết hợp chặt chẽ khai thác với tái sinh nuôidưỡng rừng Tác giả cho rằng để đáp ứng yêu cầu khai thác phải bảo đảm táisinh và nuôi dưỡng rừng

Phạm Đình Tam (1981) [18] khi nghiên cứu về khả năng tái sinh tựnhiên sau khai thác ở lâm trường 8 - Kon Hà Nừng, đã xem xét tình hình táisinh dưới hai cường độ khai thác khác nhau là 30% và 50% , kết luận về sốloài tái sinh sau 2 năm cả 2 công thức số loài tái sinh đều tăng lên Hầu hếtcác loài đã gặp trước đây, sau 2 năm đều thấy xuất hiện đầy đủ Về số lượngcây tái sinh chung và số lượng cây mục đích theo tiêu chuẩn sau 2 năm ở 2công thức đều tăng lên rõ rệt, chứng tỏ sau khi khai thác tái sinh rừng tựnhiên đã được thúc đẩy Về chất lượng cây tái sinh, tác giả cho thấy số cây táisinh nằm trong các cỡ chiều cao ở 2 công thức chặt đều tăng so với trước khikhai thác Hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh vùng Hương Sơn - HàTĩnh được Phạm Đình Tam (1987) [16] nghiên cứu và kết luận: Những loàicây trong giai đoạn non, cây chịu bóng dưới tán rừng có số lượng tái sinh lớnnhưng chỉ có cây con chiều cao thấp hơn 50cm và ít có cây lớn hơn Mật độcây tái sinh và phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao thay đổi, rừng saukhai thác số cây tái sinh có chiều cao trên 1,5m tăng lên

Năm (1962 - 1963) Viện điều tra Quy hoạch với sự giúp đỡ của chuyêngia Trung Quốc đã tiến hành nghiên cứu tái sinh tại vùng Sông Hiếu, Nghệ

An bằng phương pháp đo đếm điển hình dựa vào số liệu cây tái sinh/1 ha Kếtquả điều tra đã được Vũ Đình Huề (1975) [30] tổng kết trong báo cáo khoa

học “Khái quát về tình hình tái sinh tự nhiên Miền Bắc, Việt Nam " Đinh

Quang Diệp (1993) khi nghiên cứu về tái sinh tự nhiên ở rừng Khộp vũngEasup - Đắc Lắc đã kết luận: Độ tàn che,thảm mục, độ dày tầng thảm mục,

điều kiện lập địa là những nhân tố ảnh hưởng đến số lượng và chất lượngcây con tái sinh dưới tán rừng Qua nghiên cứu tác giả cho thấy, tái sinh trongkhu vực có dạng phân bố cụm.

1.2.3 Nghiên cứu về động thái, tăng trưởng rừng

Ở Việt Nam, nghiên cứu tăng trưởng rừng mới được bắt đầu từ nhữngnăm đầu thập niên 50 của thế kỷ trước Từ 1958-1960, các chuyên gia Đức đãtiến hành giải tích và nghiên cứu sinh trưởng cho một số loài cây rừng tựnhiên phục vụ công tác điều tra và phân loại rừng một số vùng trọng điểm:Thanh Hoá, Thái Nguyên, Bắc Giang, Quảng Ninh Từ 1960 - 1965, cácchuyên gia Trung Quốc và cán bộ điều tra rừng Việt Nam phối hợp nghiêncứu tăng trưởng và sinh trưởng trên 20 loài cây phổ biến ở vùng sông Hiếu,Nghệ An bằng phương pháp giải tích thân cây tiêu chuẩn để phục vụ nhiệm

vụ quy hoạch vùng trọng điểm phát triển Lâm nghiệp của miền Bắc Từ 1965

- 1975, vấn đề điều tra tăng trưởng được chú trọng nhằm phục vụ công tácquy hoạch rừng, luận chứng kinh tế kỹ thuật, phát triển trồng rừng và đào tạocán bộ kỹ thuật lâm nghiệp ở miền Bắc Việt Nam Bộ môn Điều tra tăngtrưởng được thành lập và bước đầu hoạt động nghiên cứu phục vụ sản xuất cóhiệu quả (Viện ĐTQH rừng, Viện nghiên cứu lâm nghiệp, Trường ĐHLN).Đặc biệt phải kể đến công trình nghiên cứu tăng trưởng khá toàn diện cho đốitượng rừng mỡ trồng và bồ đề tái sinh sau nương rẫy ở vùng trung tâm miềnBắc của Vũ Đình Phương, Viêm Ngọc Hùng (1980) Giai đoạn sau năm 1975

đã bắt đầu có các nghiên cứu tăng trưởng ở các loài cây trồng rừng nguyênliệu giấy, rừng gỗ trụ mỏ như Thông, Mỡ, Bồ đề, Bạch đàn, Keo và các loàicây rừng tự nhiên Ngoài tính toán tăng trưởng cây cá lẻ và lâm phần thuầnloài theo từng vùng sinh thái, một số nghiên cứu đã cố gắng xác định tăngtrưởng lâm phần rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi Phương pháp thu thập tài

liệu vẫn áp dụng các phương pháp truyền thống như lập ô mẫu cố định để đođếm định kỳ nhằm xác định tăng trưởng lâm phần, giải tích cây (cưa thớt,khoan tăng trưởng, đẽo vát ), xác định tuổi và tăng trưởng cây cá lẻ và tínhtoán tăng trưởng cho toàn bộ lâm phần Phương pháp xử lý tính toán đã tiếndần từ việc tính tăng trưởng bình quân từ một số cây mẫu bằng phương pháp

mô phỏng tăng trưởng theo các hàm toán học Phương pháp này tránh đượccác sai số do phân cấp thời gian, nắn tròn số lẻ, hoặc các sai số do sử dụngcông thức gần đúng Hiện nay đã có biểu tăng trưởng cho khoảng 100 loàicây trồng rừng phổ biến và loài cây rừng tự nhiên Có thể nêu một số côngtrình nghiên cứu tiêu biểu sau (Dẫn theo Cẩm nang Lâm nghiệp, chươngTăng trưởng rừng- Cục Lâm nghiệp và GTZ (2006) [2]

Giai đoạn 1981-1985: Trịnh Khắc Mười (1993) đã nghiên cứu qui luậttăng trưởng làm cơ sở cho việc tỉa thưa, nuôi dưỡng rừng Thông nhựa vùngThanh Nghệ Tĩnh và vùng Đông Bắc trên cơ sở đo đếm 187 ô định vị và tạmthời, 481 cây giải tích và khoan tăng trưởng[24]

Năm 1985: Vũ Đình Phương và cộng sự Viện Khoa học kỹ thuật Lâmnghiệp (nay là Viện Nghiên cứu lâm nghiệp) đã nhiên cứu qui luật tăngtrưởng của lâm phần thuần loài và hỗn loài năng suất cao để làm cơ sở đưa racác phương pháp kinh doanh rừng hợp lý (đề tài 04010102a- Chương trình04.01) Tài liệu nghiên cứu từ 50 ô tiêu chuẩn, mỗi ô có diện tích từ 0,25-1ha

ở các khu rừng giàu tại Kon Hà Nừng và lưu vực Sông Hiếu[15]

Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1999) nghiên cứu tăngtrưởng và sản lượng rừng trồng Thông ba lá dựa trên tài liệu thu thập từ 142 ôđịnh vị và bán định vị, 350 ô tiêu chuẩn tạm thời, 420 cây tiêu chuẩn theo cỡkính, giải tích 242 cây ngả, đo 548 bộ tán lá về diện tích và đường kính hìnhchiếu tán, đo đếm sinh khối thân, cành, lá, rễ của 60 cây, sử dụng tài liệu 572

ô tròn, chặt trắng 4 ô tiêu chuẩn 100 x 100m[15].

Năm 1998: Trần Quốc Dũng [25] và các cộng sự Viện Điều tra quihoạch rừng đã nghiên cứu phân tích đánh giá tăng trưởng rừng thường xanhcây gỗ lá rộng vùng Bắc Trung Bộ dựa trên 587 cây giải tích của 27 loài ưuthế

Năm 2000: Trần Quốc Dũng [26] và các cộng sự Viện Điều tra quihoạch rừng đã nghiên cứu phân tích đánh giá tăng trưởng rừng thường xanhcây gỗ lá rộng vùng Bắc Trung bộ dựa trên 1187 cây giải tích của 43 loài ưuthế

Cũng năm 2000, Vũ Tiến Hinh [33] và cộng sự thuộc trường Đại họcLâm nghiệp đã lập biểu sinh trưởng và sản lượng cho 3 loài cây: Sa mộc, Mỡ

và Thông đuôi ngựa ở các tỉnh phía Bắc và Đông Bắc Việt Nam

Năm 2001: Đào Công Khanh [6] và cộng sự thông qua đề tài nghiêncứu cấp Bộ, đã lập biểu quá trình sinh trưởng và sản lượng cho rừng trồng các

loài cây Bạch đàn urophylla (Eucalyptus urophylla), Tếch (Techtona grangdis), Keo tai tượng (Acacia mangium), Thông nhựa (Pinus merkusii), và kiểm tra biểu sản lượng các loài Đước (Rhyzophora apiculata) và Tràm (Melaleuca leucadendra).

Năm 2004: Trần Quốc Dũng [22] và các cộng sự Viện Điều tra quihoạch rừng đã nghiên cứu xây dựng một số chỉ tiêu tăng trưởng một số trạngthái rừng tự nhiên vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên dựa trên 631 cây giảitích của 26 loài ưu thế của vùng Đông Nam Bộ và 587 cây giải tích của 27loài ưu thế của vùng Tây Nguyên

Giai đoạn 2001-2004: Đỗ Xuân Lân[9] (Viện Điều tra quy hoạch rừng)

đã nghiên cứu tăng trưởng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh đã qua tác động(Đề tài cấp Bộ)

Năm 2001-2005, nhóm đề tài do Đỗ Đình Sâm chủ trì đã xây được 1 sốdạng phương trình tăng trưởng đường kính lâm phần ở các vùng sinh thái vàtính được tăng trưởng rừng cho một số ô tiêu chuẩn trên các trạng thái rừngphổ biến hiện nay Trên cơ sở đó đã xác định đường kính thành thục để có thểkhai thác của các loài cây gỗ kinh doanh tuỳ thuộc tốc độ sinh trưởng và đặctính sinh học của từng loài trên các vùng sinh thái với hơn 60 loài ở BắcTrung Bộ, 22 loài ở Tây Nguyên và 18 loài ở vùng Duyên hải Nam Trung Bộ.Sắp xếp các loài cây theo tốc độ sinh trưởng (chậm, trung bình, nhanh) và kếthợp theo nhóm gỗ (Đỗ Đình Sâm và cs ,2007) [7].

Năm 2004-2006, nhóm nghiên cứu do Trần Văn Con chủ trì đãnghiên cứu bổ sung qui luật sinh trưởng của chiều cao 20 loài cây thườngđược khai thác ở Tây Nguyên cho phép phân thành ba nhóm theo đặc điểmsinh trưởng: Nhóm một, các loài cây ưa bóng giai đoạn đầu, sinh trưởng chiềucao trong 10 năm đầu rất chậm sau đó tăng dần lên khi vượt lên được tầngcây cao để trở thành tầng trội Đó là các loài: Xoay, Chò, Cồng, Thạch đảm,Giẻ và Hoàng đàn Nhóm hai, các loài cây chịu bóng nhẹ (trung tính) giaiđoạn đầu, sinh trưởng chiều cao ở 10 năm đầu trung bình và tăng lên ở giaiđoạn sau đạt tầng cây cao ở tuổi thành thục Đó là các loài: Re, Vạng, Vàngtâm, Trám, Sến, Gội, Giổi và Cóc đá Nhóm ba, các loài cây ưa sáng, sinhtrưởng chiều cao giai đoạn đầu rất nhanh sau đó chậm lại và dừng lại rồi dừnglại ở tầng giữa của rừng ổn định Đó là các loài: Bời lời, Chân chim, Bứa,Côm, Gáo, và Trâm Nghiên cứu qui luật sinh trưởng đường kính đã xác địnhđược đường kính tại đó tăng trưởng đạt tối đa để làm căn cứ khoa học choviệc xác định đường kính khai thác tối thiểu (Trần Văn Con và cs., 2006)[29]

Một số phương pháp tiêu biểu đã được các tác giả trong nước vận dụng, phát

triển và hoàn thiện tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp kinh điển của thế giới như sử dụng hệ số thon tự nhiên xây dựng phương trình đường

sinh thân cây (Đồng Sĩ Hiền, 1974)[8], hay sử dụng suất tăng trưởng để môphỏng các quá trình sinh trưởng (Vũ Tiến Hinh, 1996, 2000, 2003)[33] Tuynhiên, các phương pháp nghiên cứu động thái và tăng trưởng rừng hầu nhưvẫn dựa vào phương pháp lấy không gian thay thế thời gian, chưa có nhiềunhững nghiên cứu dựa trên các ô tiêu chuẩn định vị được theo dõi lâu dài

Nghiên cứu định vị ở Việt Nam chưa có hệ thống và đặc biệt chưa kếtnối được với các mạng lưới của các chương trình quốc tế và khu vực ViệnĐTQH rừng đã thiết lập một hệ thống OTCĐV nghiên cứu sinh thái rừng (bắtđầu từ chu kỳ II của chương trình theo dõi diễn biến tài nguyên rừng 1995-2000) Tuy nhiên, cơ sở dữ liệu của hệ thống OTC này chưa được công khai

và cũng rất khó tiếp cận và cho đến nay chưa thấy có một công bố nào phântích một cách hệ thống dữ liệu của hệ thống OTC này Gần đây, Phạm QuốcHùng (2008) thực hiện luận án tiến sỹ về “Cấu trúc và nhân tố sinh thái trongrừng ẩm đã được khai thác với cường độ khác nhau tại Hương Sơn - VũQuang” và Nguyễn Thanh Tân (2009) với luận án tiến sỹ về “Mô hình hóasinh trưởng và sản lượng của rừng Dầu ở Tây Nguyên Việt Nam” đã sử dụng

số liệu quan sát từ OTCĐV

Bắt đầu từ năm 2004, Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam đã triểnkhai xây dựng một hệ thống OTCĐV cho 4 hệ sinh thái rừng chủ yếu: Rừng

lá rộng thường xanh, rừng lá rộng rụng lá (rừng khộp), rừng lá rộng ngập mặn

và rừng lá rộng ngập phèn (rừng tràm) Số liệu theo dõi từ hệ thống OTCĐVnày đã được khai thác và công bố trong nhiều luận văn, luận án trong nhữngnăm gần đây về các vấn đề nghiên cứu khác nhau, ví dụ Luận án tiến sỹ củaBùi Chính Nghĩa (2010) về cấu trúc và động thái của rừng phục hồi, luận án

của Nguyễn Đắc Triển (2015) về tái sinh rừng; Luận án của Nguyễn Thị Hiền(2015) về cấu trúc và tăng trưởng rừng và nhiều luận văn thạc sỹ khác.

1.3 Thảo luận

Qua các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên trên thế giới và trongnước nêu trên ta thấy: Các vấn đề nghiên cứu rất đa dạng và phong phú Tất

cả các công trình nghiên cứu đều có giá trị lý luận và thực tiễn ở nhiều mức

độ khác nhau và đều nhằm mục đích làm sao để quản lý, sử dụng rừng mộtcách hiệu quả nhất Trên đây tôi nêu ra một số nghiên cứu về cấu trúc vàđộng thái rừng có liên quan đến đề tài Những vấn đề này đang được các tácgiả trong nước và trên thế giới rất quan tâm

Vấn đề nghiên cứu của đề tài là một phần rất nhỏ trong các lĩnh vựcnghiên cứu nêu trên Mặc dù vậy, những nội dung trong đề tài sẽ là những cơ

sở lý luận và thực tiễn quan trọng cho việc giải quyết một số vấn đề pháttriển, quản lí và sử dụng rừng thuộc khu vực nghiên cứu một cách bền vững

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu

Đề tài thực hiện nghiên cứu trên cơ sở các OTC được thiết lập

tại 03 tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang và Hòa Bình Trong đó:

•Lạng Sơn: 03 ô tiêu chuẩn ở Khu rừng đặc dụng Quan Sơn;

•Bắc Giang: 03 ô tiêu chuẩn ở Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử;

•Kim Bôi - Hòa Bình: 04 ô tiêu chuẩn ở Khu bảo tồn thiên

nhiên Thượng Tiến, Kim Bôi

Bảng 2.1 Danh sách và vị trí tọa độ các ô tiêu chuẩn nghiên cứu

gsinhthái

rừng

Kiểurừng

thiếtlập

1 KB-1 TB Hòa

Bình

KBTTNThượngTiến

LRTX 20°39’41,9” 105o28’24,1’’ 2011

Bình

KBTTNThượngTiến

LRTX 20°39’43,0” 105o27’ 07,5’’ 2011

Bình

KBTTNThượngTiến

LRTX 20°40’00,2” 105o27’ 28,2’’ 2011

Bình

KBTTNThượngTiến

LRTX 20°39’21,8” 105o26’ 27,2’’ 2011

Giang

KBTT

N TâyYên Tử

LRTX 21°10’87,2” 106o43’ 28,8’’ 2011

Giang

KBTTNTây YênTử

LRTX 21o36’27,4’’ 106o38’

2.1.2 Thời gian nghiên cứu

Đề tài “Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học rừng phụ c hồi bằng ô tiêu chuẩn định vị tại Hòa Bình, Lạng Sơn và Bắc Giang ” được thực hiện nghiên cứu từ tháng 8/2014 đến 5/2015.

2.2 Nội dung

Đặc điểm lâm học của rừng nói chung và rừng phục hồi nói riêng baogồm rất nhiều nội dung, trong đề tài này chỉ lựa chọn một số nội dung nghiêncứu sau đây:

(1) Khái quát các đặc trưng lâm học của 10 ô tiêu chuẩn định vị

(2) Cấu trúc tổ thành và đa dạng loài của rừng phục hồi

• Cấu trúc tổ thành loài

• Các chỉ số đa dạng loài

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí ba khu vực nghiên cứu

(3) Cấu trúc phân bố số cây theo cấp đường kính của tầng cây cao.

(4) Một số đặc điểm động thái cấu trúc rừng

• Động thái thay đổi tổ thành (chết, tái sinh bổ sung, tăng trưởngđường kính)

• Động thái thay đổi cấu trúc phân bố số cây theo cấp đường kính

(5) Đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh tạo lập cấu trúc rừng

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu

.100mThiết kế OTCĐV: Phương pháp thiết lập OTC và đo đếm các

thông số trong ô được thực hiện theo quy trình của đề tài “Nghiên cứu các đặc điểm lâm học một số hệ sinh thái rừng chủ yếu ở Việt Nam giai đoạn I (2006- 2010)” (Trần Văn Con và cs., 2010).

Hình 2.2 Thiết kế OTCĐVCác OTCĐV có kích thước 100 x 100 m (diện tích 1,0 ha) được chiathành 3 cấp:

- Ô cấp A là ô hình vuông 1ha đo đếm tất cả các cây có D13 > 10 cm(tầng cây cao);

- Ô cấp B là một hình tròn có R=15m, diện tích 707 m2 giữa tâm ô A, để

đo đếm tất các các cây có 1 < D13 <10 cm (tầng cây nhỏ);

- Ô cấp C là 12 ô dạng bản có kích thước 2x2 m (tổng diện tích 48 m2)

bố trí trên hai đường kính N-B và Đ-T của hình tròn ô B để đo tất cả các câytái sinh có D13 nhỏ hơn 1 cm

Tất cả các cây này đều được xác định tên, ghi số cho từng cây và lập bản

đồ vị trí trong ô để thực hiện đo sinh trưởng đường kính cho lần sau Vị trí đođường kính tại vị trí D1.3 và được đánh dấu cho lần đo sau Dụng cụ đođường kính được thống nhất là thước đo vanh có độ chia đến milimét

Tại lần đo thứ 2 (năm 2014), các cây nhỏ mới tham gia vào được đođếm và các cây bị chết đều được ghi lại, các cây chết sẽ không được tính vàotrữ lượng cũng như tổ thành loài

(cm/năm), ZG (m2/ha/năm), ZM (m3/ha/năm) theo các công thức:

Đường kính ngang ngực trung

bình của ô tiêu chuẩn (cm)

ZG = tăng trưởng tiết diện

ngang (m2)

ZG _ G 2 — G 1

G1= tiết diện ngang lần đo 1,

G2=tiết diện ngang lần đo 2ZM= tăng trưởng trữ lượng

(m3)

ZM _ M 2 —

M 1 M1=trữ lượng lần đo 1, M2

=trữ lượng lần đo 2Nội dung 2: Công thức tổ thành tầng cây cao tính theo chỉ số quan trọng IV%

IV % = N % + G %

2

(IV% là chỉ số quan trọng của loài; N% =tỷ lệ theo số cây, G

%=tỷ lệ theo tiết diện ngang)

Các loài có IV%>5 được coi là các loài có tầm quan trọng sinh

thái và đưa vào công thức tổ thành

' N là tần suất của loài i, với n; là

số cây của loài i; N là tổng sốcây của ô tiêu chuẩn

Nội dung 3: Phân bố N-D được thử nghiệm với 3 phân bố lý thuyết sau: Phân bố

Meyer (phân bố giảm)

Hàm Meyer có dạng: f = a.ẽ ßx

Trong đó a và ß là hai tham số của hàm Meyer

Phân bố Weibull

Phân bố Weibull là phân bố ngẫu nhiên liên tục với các tham số a, b và

xo (a>0, b>0, xo =số thực bất kỳ) khi hàm phân bố Fx (x) có dạng:

1(1 - a)(1 - ỵ).a x với x > 1

Trong đó: Y = ^ với no là tần số quan sát tuyệt đối ứng với cỡ kính

đầu tiên, N là tổng số cây trong ô tiêu chuẩn

X=(xi-x1)/k, với k là cự ly cỡ kính, xi là trị số giữa cỡ kính i và xl là trị

số giữa của cỡ kính thứ nhất, như vậy X mã hoá lấy các trị số: 0,1,2, )

Nội dung 4: Do điều kiện, thời gian nghiên cứu hạn chế và mức độ biếnđộng của lớp cây tái sinh là rất lớn Vì vậy, đề tài chỉ thực hiện nghiên cứu,điều tra cây tái sinh tại thời điểm gần nhất là năm 2014

Tổ thành loài cây tái sinh được xác định theo tỷ lệ giữa số lượng củamột loài có mặt trong các OTC điều tra so với tổng số cây của loài trong cácOTC Tổ thành của từng loài cây tái sinh được tính theo công thức sau:

N

K = ^L X10